(57)【要約】【課題】ＶＯＣの脱臭に使用した電解水を再利用することで電解水の廃液を出さず、かかる廃液からの塩素ガスの放出を顕著に抑えた脱臭処理装置を提供すること。【解決手段】食塩水供給部と、食塩水を電気分解して酸性電解水及びアルカリ性電解水を生成する電解水生成部と、前記酸性電解水及びアルカリ性電解水と外部から吸引されたＶＯＣを含む気体とを接触させて気体を脱臭処理する脱臭部と、前記電解水を前記脱臭部へ供給するとともに脱臭処理に用いた電解水を前記電解水生成部に環流する電解水循環経路と、電解水を再生する廃液再生部を備え、前記電解水生成部に環流した使用済みの電解水を電解水生成部の電解槽にて再電解するとともに、使用済みの余剰の酸性電解水とアルカリ性電解水とを前記廃液再生部において、廃液混合タンクで混合して中和後、逆浸透膜により濃縮塩水と精製水に分離し、得られた濃縮塩水と精製水を前記食塩水供給部に供給する脱臭装置。【選択図】図１
2010022959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食塩水供給部と、
前記食塩水供給部から供給された食塩水を電気分解して酸性電解水及びアルカリ性電解水を生成する電解水生成部と、
前記酸性電解水及びアルカリ性電解水のそれぞれと、外部から吸引された揮発性有機化合物を含む気体とを接触させて気体を脱臭処理する脱臭部と、
前記電解水生成部で生成した電解水を前記脱臭部へ供給するとともに、脱臭部で脱臭処理に用いた電解水を前記電解水生成部に環流する電解水循環経路と、
前記脱臭部で用いられた電解水を再生する廃液再生部
を備えた脱臭装置であって、
前記電解水循環経路により電解水生成部に環流した使用済みの電解水を電解水生成部の電解槽にて再電解するとともに、使用済みの余剰の酸性電解水とアルカリ性電解水とを前記廃液再生部において、廃液混合タンクで混合して中和した後、逆浸透膜により濃縮塩水と精製水に分離し、得られた濃縮塩水と精製水を前記食塩水供給部に供給することを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
逆浸透膜が中空糸膜、スパイラル膜又はチューブラー膜である請求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】
逆浸透膜の材質が酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール及びポリスルホンからなる群より選ばれる１種以上である請求項１又は２記載の脱臭装置。
【請求項４】
酸性電解水が導入される脱臭部及びアルカリ性電解水が導入される脱臭部が気体の流れ方向に直列に配置されている請求項１〜３いずれか記載の脱臭装置。
【請求項５】
前記脱臭部が気液接触分解と液液接触分解を同時に行える多塔式スクラバーである請求項１〜４いずれか記載の脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有臭成分である揮発性有機化合物（Volatile  Organic Compounds：ＶＯＣ）を分解・除去する脱臭装置に関するもので、さらに詳しくは一度使用した電解水を循環再生して使用する湿式脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＯＣは、常温常圧で大気中に容易に揮発する有機化学物質であり、トルエン、ベンゼン、フロン類、ジクロロメタンなどの有臭成分が挙げられる。これらのＶＯＣは、洗浄剤、溶剤、燃料の原料として産業界で広範囲に使用されているが、大気等の環境中に放出されると、公害や健康被害を引き起こす原因となることから問題視されている。日本では、ＶＯＣが光化学オキシダントと浮遊粒子状物質の主な原因であるとして、２００４年から大気汚染防止法により規制が行われており、ＶＯＣを取り扱う産業施設では、施設から空気中に拡散するＶＯＣの除去率を高めることがますます求められている。
【０００３】
従来から、隔膜電解法による強酸性及び強アルカリ性の電解水が、低濃度のＶＯＣの脱臭法等に使用されている。この方式の脱臭装置では、電解水のｐＨを測定しながら消臭処理が行われている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、このような脱臭装置で高濃度のＶＯＣを含む気体の脱臭処理を行うと性能上様々な問題が発生する。例えば、従来、脱臭処理後の電解水は一定の処理を得ると中和処理を施して廃棄されているが、電解水を大量に廃棄することは、経済性及び環境性の観点から、好ましいとはいえなかった。また、廃液の電解水中には塩素ガスが含まれており、かかる塩素ガスは前記中和処理のみでは完全に除去することは困難であった。
【特許文献１】特開２００６−２１２５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、ＶＯＣの脱臭に使用した電解水を再利用することで電解水の廃液を出さず、かかる廃液からの塩素ガスの放出を顕著に抑えた脱臭処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述の課題解決のために、
食塩水供給部と、
前記食塩水供給部から供給された食塩水を電気分解して酸性電解水及びアルカリ性電解水を生成する電解水生成部と、
前記酸性電解水及びアルカリ性電解水のそれぞれと、外部から吸引された揮発性有機化合物を含む気体とを接触させて気体を脱臭処理する脱臭部と、
前記電解水生成部で生成した電解水を前記脱臭部へ供給するとともに、脱臭部で脱臭処理に用いた電解水を前記電解水生成部に環流する電解水循環経路と、
前記脱臭部で用いられた電解水を再生する廃液再生部
を備えた脱臭装置であって、
前記電解水循環経路により電解水生成部に環流した使用済みの電解水を電解水生成部の電解槽にて再電解するとともに、使用済みの余剰の酸性電解水とアルカリ性電解水とを前記廃液再生部において、廃液混合タンクで混合して中和した後、逆浸透膜により濃縮塩水と精製水に分離し、得られた濃縮塩水と精製水を前記食塩水供給部に供給することを特徴とする脱臭装置
を提供する。
【０００６】
食塩水供給部は、電解水生成部に食塩水を供給するための装置である。前記食塩水供給部は、食塩水を溜めておく容器、電解水生成部に接続した配管及びポンプから構成される。
【０００７】
食塩水は、電解水の原料である。前記食塩水に使用する電解質としては、食塩、塩化ナトリウムが挙げられるが、コスト、安全性、スケール生成防止の観点から、食塩が好ましい。
食塩水中の電解質濃度は、所望の電解水におけるｐＨ強度を得られるものであれば特に限定はないが、例えば、食塩１〜３重量％の水溶液であることが好ましい。
また、前記食塩水の代わりに、ＶＯＣの分解消臭が可能な塩素系電解質（例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム）を使用してもよい。
【０００８】
電解水生成部では、食塩水が電気分解されて酸性電解水及びアルカリ性電解水が生成される。前記電解水生成部は、直流電源、陽極、陰極及び電解槽によって構成される。前記直流電源は、陽極と陰極の電極に接続されており、陽極と陰極とは電解槽中に充填された食塩水に接触されるように配置される。
【０００９】
前記電解水生成部の電解槽の陽極と陰極との間は、隔膜によって分離されていることが好ましい。隔膜によって陽極がある部分と陰極がある部分に分離された電解槽では、陽極のある部分で酸性電解水が生成し、陰極がある部分でアルカリ性電解水が生成する。このように２種類の電解水を使用することでＶＯＣを効率よく除去することができる。
【００１０】
脱臭部では、前記酸性電解水及びアルカリ性電解水のそれぞれと、外部から吸引されたＶＯＣを含む気体とを接触させて気体を脱臭処理する。ＶＯＣを含む気体は、外部から吸引され、配管を経て前記脱臭部に導入される。
【００１１】
前記脱臭部は、気液接触分解と液液接触分解を同時に行える多塔式スクラバーであることが好ましい。
また、酸性電解水が導入される脱臭部及びアルカリ性電解水が導入される脱臭部が気体の流れ方向に直列に配置されていることが好ましい。
【００１２】
前記脱臭部からは、脱臭処理された気体、ＶＯＣの分解物を含む電解水が排出される。
【００１３】
電解水循環経路は、前記電解水生成部で生成した電解水を前記脱臭部へ供給するとともに、脱臭部で脱臭処理に用いた電解水を前記電解水生成部に環流する。前記電解水の環流は、ポンプを用いて行われる。前記電解水循環経路により電解水生成部に環流した使用済みの電解水は、電解水生成部の電解槽にて再電解される。
【００１４】
廃液再生部は、前記脱臭部から排出される電解水を再生する。廃液再生部は、廃液混合タンク、加圧ポンプ及び逆浸透膜から構成される。
【００１５】
前記廃液混合タンクでは、酸性電解水とアルカリ性電解水とを混合・中和して貯留する。前記加圧ポンプは、逆浸透膜での電解水混合液のろ過を行うのに使用する。電解水混合液は、前記逆浸透膜により濃縮塩水と精製水に分離する。
【００１６】
前記逆浸透膜としては、中空糸膜、スパイラル膜又はチューブラー膜であることが好ましい。  
また、前記逆浸透膜の材質としては、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコ  ール及びポリスルホンからなる群より選ばれる１種以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明の脱臭装置において、使用済みの余剰の酸性電解水とアルカリ性電解水とを前記廃液再生部において逆浸透膜により濃縮塩水と精製水に分離し、得られた濃縮塩水と精製水を前記食塩水供給部に供給することで、使用済みの電解水を廃棄せずに再利用することができる。
【００１８】
また、本発明の処理対象であるＶＯＣは、揮発量が多くなると悪臭と感じられるような有臭成分であればよく、例えば、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、アセトアルデヒド、ベンゼン、エタノール、スチレン、酢酸、キシレン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。また、本発明では、アンモニア等もＶＯＣに含まれる。
脱臭処理前の気体中におけるＶＯＣ濃度としては、ＶＯＣの種類により一概に限定できないが、例えば、酢酸エチルの場合であれば、悪臭と感じられるような高濃度、例えば６００〜８００ｐｐｍ程度の気体でもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の脱臭装置は、脱臭処理に用いた電解水を再生して再利用することで、従来の脱臭装置に比べて、電解水の消費量及び電解水からの塩素ガスの漏出を顕著に抑えることができる。
【００２０】
酸性電解水が導入される脱臭部及びアルカリ性電解水が導入される脱臭部が気体の流れ方向に直列に配置されていることで、酸性電解水に効果的な臭気とアルカリ性電解水に効果的な臭気を同時に除去するという利点がある。
【００２１】
また、前記脱臭部が気液接触分解と液液接触分解を同時に行える多塔式スクラバーであることで、幅広い臭気に対応すると共に、後方アルカリスクラバー導入により塩素ガスを除去するという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の脱臭装置１の概略説明図である。
脱臭装置１は、食塩水供給部２と、前記食塩水供給部２から供給された食塩水を電気分解して酸性電解水及びアルカリ性電解水を生成する電解水生成部３と、前記酸性電解水及びアルカリ性電解水のそれぞれと、外部から吸引されたＶＯＣを含む気体とを接触させて気体を脱臭処理する脱臭部４と、前記電解水生成部３で生成した電解水を前記脱臭部４へ供給するとともに、脱臭部４で脱臭処理に用いた電解水を前記電解水生成部３に環流する電解水循環経路（５ａ、５ｂ、５ａ’、５ｂ’）と、前記脱臭部４で用いられた電解水を再生する廃液再生部６とを備える。
【００２３】
食塩水供給部２は、食塩水を溜めておく容器７と食塩水を電解水生成部３に送るための配管８ａ及びポンプ９ａとから構成される。前記容器７の容積、形状についてはＶＯＣの種類、ＶＯＣを処理するのに必要な電解水の容量等に基づいて適宜決定すればよい。
【００２４】
ポンプ９ａは、前記容器７から配管８ａを介して電解水生成部３の電解槽１０内に食塩水を送ることに使用される。ポンプ９ａにより流量を調整してもよいが、必要に応じて配管に弁（図示せず）を設けてもよい。
【００２５】
前記食塩水供給部２と配管８ａで接続した電解水生成部３では、電気分解により食塩水から酸性電解水及びアルカリ性電解水が生成する。図２に電解水生成部３の拡大図を示す。前記電解水生成部３は、電解槽１０、直流電源１１、陰極１２及び陽極１３によって構成される。前記直流電源１１は、陰極１２と陽極１３の電極に配線で接続されている。前記陰極１２及び陽極１３は、電解槽１０中に充填された食塩水と接触するように配置される。前記電解槽１０は流路を形成すると共に絶縁を確保する樹脂製ケーシングであればよい。前記直流電源１１、陰極１２、陽極１３の種類、材質、大きさ等は、ＶＯＣの種類、ＶＯＣを処理するのに必要な電解水の容量等に基づいて適宜決定すればよい。
【００２６】
前記電解水生成部３では、電解槽１０の陰極１２と陽極１３との間が隔膜１４によって分離されている。隔膜１４は、電気分解で使用される隔膜であればよく、例えば、ナトリウムイオンが陰極に、塩素イオンが陽極に移動可能な膜、中性膜、イオン交換膜等が挙げられるが、特に限定はない。隔膜１４によって陰極１２がある部分と陽極１３がある部分に分離された電解槽１０では、陰極１２のある部分でアルカリ性電解水が生成し、陽極１３がある部分で酸性電解水が生成する。
【００２７】
前記電解槽１０は、図１に示すように、電解水循環経路（５ｂ、５ｃ、５ｂ’、５ｃ’）を介して、脱臭部４を構成するスクラバー（１５ａ、１５ｂ）に接続されている。前記経路を構成する各配管には電解水の流量を調整するためのポンプ（９ｂ、９ｃ、９ｂ’、９ｃ’）が設けられているが、必要に応じて弁（図示せず）を設けてもよい。
【００２８】
前記脱臭部４は、スクラバー１５ａ、１５ｂから構成され、スクラバー１５ａ、１５ｂ内で電解水とＶＯＣを含む気体とが接触される。例えば、まず、外部から吸引されたＶＯＣを含む気体が配管８ｂを経て前記脱臭部４を構成するスクラバー１５ａの下部から内部に導入され、同時に配管８ｃを介してスクラバー１５ａの上部に導入された電解水がノズル１６ａから噴霧されて接触処理が行われる。
【００２９】
また、図１に示すように、２種類のスクラバー１５ａ、１５ｂは気体の流れ方向に対して直列に配置されることが好ましい。前記スクラバー１５ａの上部から排出された気体は、配管８ｄを介してスクラバー１５ｂの下部に導入され、同時に配管８ｅを介してスクラバー１５ｂの上部に導入されたアルカリ性電解水がノズル１６ｂから噴霧されて接触処理が行われる。
前記のような２種類のスクラバーを採用した脱臭部４では、気体の脱臭処理を効率よく行うことができると同時に、酸性電解水、アルカリ性電解水が互いに混ざらないため、電解水を効率よく取り扱うことができる。なお、酸性電解水とアルカリ性電解水の処理の順番は、特に限定はなく、気体の流れ方向に対してアルカリ性電解水で処理し、次いで酸性電解水で処理してもよい。
【００３０】
前記脱臭部４を構成するスクラバー１５ａ、１５ｂは、気液接触分解と液液接触分解を同時に行える多塔式スクラバーであることが好ましい。気液接触分解とは、ＶＯＣを含む気体と電解水とが接触してＶＯＣが分解されることをいい、液液接触分解とは、油層成分であるＶＯＣと水層成分である電解水とが混合接触してＶＯＣが分解されることをいう。例えば、スクラバー１５ａでは、最下部のチャンバー１７ａ内に酸性電解水が導入され、ついで、ポンプ９ｄにより配管８ｃを介してスクラバー上部に設けられたノズル１６ａから酸性電解水を噴霧することで、スクラバー下部から導入されるＶＯＣを含む気体と気液接触されてＶＯＣの分解が行われる。また、噴霧された酸性電解水はスクラバー１５ａの最下部に設けられたチャンバー１７ａ内に流下し、前記電解水生成部３から導入される酸性電解水と混合するが、チャンバー１７ａ内でも一部液化したＶＯＣと電解水とが液液接触されてＶＯＣの分解が行われる。同様にして、スクラバー１５ｂでも、ポンプ９ｅにより配管８ｅを介してスクラバー上部に設けられたノズル１６ｂよりアルカリ性電解水を噴霧することで、スクラバー下部から導入されるＶＯＣを含む気体と気液接触されてＶＯＣの分解が行われる。また、噴霧されたアルカリ性電解水はスクラバー１５ｂの最下部に設けられたチャンバー１７ｂ内に流下し、前記電解水生成部３から導入されるアルカリ性電解水と混合するが、チャンバー１７ｂ内でも一部液化したＶＯＣとアルカリ性電解水とが液液接触されてＶＯＣの分解が行われる。上記のように２回の脱臭処理を経た気体はスクラバー１５ｂの上部から配管８ｆを経て外部に排出される。なお、前記配管８ｆには、所望により吸着材等を備えてもよい。
【００３１】
前記スクラバー１５ａ、１５ｂで、脱臭処理を連続して行うと、酸性又はアルカリ性電解水のＶＯＣ除去能力が低下していく傾向にある。この場合には電解水生成部３から脱臭部４へ新しい酸性又はアルカリ性電解水を供給したり、供給量を増大させればよいが、チャンバー１７ａ、１７ｂに流下する電解水がチャンバー１７ａ、１７ｂの許容量を超える場合にはチャンバー１７ａ、１７ｂから、ＶＯＣ分解物を混合した酸性電解水及びアルカリ性電解水を、使用済みの余剰電解水として、配管８ｇ、８ｇ’を介して廃液再生部６に排出した後、新しい電解水を供給すればよい。
【００３２】
前記廃液再生部６は、廃液混合タンク１８、加圧ポンプ１９及び逆浸透膜を備えたろ過部２０から構成される。
前記のように配管８ｇ、８ｇ’から排出された使用済みの余剰の酸性電解水とアルカリ性電解水は、廃液混合タンク１８に導入されて混合される。このように混合することで酸性電解水とアルカリ性電解水が中和する。前記廃液混合タンク１８内には混合を速やかに行うために攪拌装置を備えていてもよい。なお、前記廃液混合タンク１８の容量・構成は、処理する電解水混合液の容量、種類に基づいて適当なものを決定すればよい。
混合・中和された電解水混合液は、所定量になるまで前記廃液混合タンク１８内に貯留された後、加圧ポンプ１９を作動させて、配管８ｈを介して逆浸透膜を備えたろ過部２０に導入される。
【００３３】
加圧ポンプ１９は、逆浸透膜が電解水混合液を濃縮塩水と精製水に分離できる程度の加圧を電解水混合液に加えることができればよく、加圧の程度は、逆浸透膜の性能及び電解水の種類により適当な範囲に調整すればよい。
【００３４】
前記逆浸透膜としては、逆浸透膜が中空糸膜、スパイラル膜又はチューブラー膜が挙げられる。
【００３５】
また、逆浸透膜の材質は、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール及びポリスルホンからなる群より選ばれる１種以上であればよい。
【００３６】
また、前記ろ過部２０における逆浸透膜の配置、構成については、処理する電解水混合液の容量、種類に基づいて適当なものを決定すればよい。
【００３７】
前記ろ過部２０で逆浸透膜により分離された濃縮塩水と精製水は、それぞれ配管８ｉ、８ｊを介して前記食塩水供給部２に供給され、容器７内にある新規な食塩水と混合される。
本発明では、前記のように、逆浸透膜により分離された濃縮塩水と精製水を混合することなく、前記食塩水供給部２に供給することで廃水のゼロエミッションが可能という利点がある。
【００３８】
本発明の消臭装置１を構成する各部材の材質としては、ＶＯＣや食塩水による影響を受けにくい材質で構成されていればよい。
【００３９】
また、本発明の消臭装置１で脱臭処理された気体は、配管８ｆを通じて外部環境に放出されるが、更に別の処理（例えば、活性炭吸着、ゼオライト吸着）を施してもよい。
【実施例】
【００４０】
図１に示すように
食塩水供給部２（容器の容量３００Ｌ、食塩水の供給量１Ｌ／分）、
電解水生成部３（電流１００〜２００Ａ、隔膜：ＧＳユアサ製フィルター）、
脱臭部４（多塔式スクラバー、容量５Ｌ）２塔、
廃液再生部６（廃液混合タンク１８の容量３００Ｌ、逆浸透膜：ダウフィルムテック製、商品名ＳＷシリーズ）
を備えた脱臭装置を作製した。
【００４１】
（試験例１）
実施例１で得られた脱臭装置において、１．５重量％食塩水を用い、ＶＯＣとして、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、アセトアルデヒド、ベンゼン、エタノール、スチレン、酢酸、キシレン、アンモニア等を含む気体の脱臭処理を行ったところ、ＶＯＣを１２００ｐｐｍ以上含むような気体でも、除去率を５５％以上にし、残留塩素ガスを１ｐｐｍ以下に抑えることができた。
また、１Ｌの食塩水を供給したものの、余剰電解水の排出を行わずに２４時間連続して脱臭処理しても脱臭効率は低下しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の脱臭装置の実施態様を示す概略説明図。
【図２】図１の脱臭装置の電解水生成部の拡大図。
【符号の説明】
【００４３】
１  脱臭装置
２  食塩水供給部
３  電解水生成部
４  脱臭部
５  電解水循環経路
６  廃液再生部
７  容器
８  配管
９  ポンプ
１０  電解槽
１１  直流電源
１２  陰極
１３  陽極
１４  隔膜
１５  スクラバー
１６  ノズル
１７  チャンバー
１８  廃液混合タンク
１９  加圧ポンプ
２０  逆浸透膜を備えたろ過部
【図１】
2010022959.tif 000003
【図２】
2010022959.tif 000004